Високотехнологічний "молот Тора": науковці показали лазер, який перенаправляє удари блискавки

Науковці вперше продемонстрували роботу потужного лазера, який може змінити шлях блискавки у небі. Дослідники кажуть, що це свого роду високотехнологічний "молот Тора"

Про це пише ScienceNews. 

Технологія захисту від блискавок

Під час експерименту на вершині гори такий лазер нахилив блискавку до громовідводу. Це перша демонстрація того, що ця техніка працює в реальних штормах і колись може призвести до кращого захисту від блискавки.

Сьогодні найпоширенішою технологією захисту від блискавки є класичний громовідвод — металевий стовп довжиною в один метр, закопаний у землю. Провідність металу приваблює блискавку, яка інакше могла б вразити довколишні будівлі або людей, безпечно подаючи цю електрику в землю. Однак технологія застосування лазера могла значно підвищити ефективність боротьби з блискавками. 

"Якщо ви хочете захистити якусь велику інфраструктуру, як-от аеропорт, стартовий майданчик для ракет чи вітряну електростанцію… тоді для надійного захисту вам знадобиться громовідвод розміром у кілометр чи сотні метрів", — пояснив фізик Паризького політехнічного інституту в Палезо у Франції Орельєн Хуар. 

Такий високий металевий стовп буде непрактичним. Але лазер може досягти такої відстані, перехоплюючи віддалені блискавки та направляючи їх до громовідводів.

Випробування лазера для боротьби з блискавками

Хуар і його колеги випробували цю ідею на вершині гори Сентіс на північному сході Швейцарії. Вони встановили потужний лазер біля телекомунікаційної вежі з громовідводом, у яку блискавка влучає приблизно 100 разів на рік. 

Лазер випромінював на хмари короткі, інтенсивні спалахи інфрачервоного світла приблизно 1000 разів на секунду. Цей ланцюг світлових імпульсів відривав електрони від молекул повітря та збивав деякі молекули повітря зі свого шляху, вирізаючи канал із зарядженої плазми низької густини. Подібно до розчищення доріжки через ліс і влаштування тротуару, ця комбінація ефектів полегшила протікання електричного струму по цьому маршруту. Це створило шлях найменшого опору для блискавки по небу.

Команда налаштувала свій лазер так, щоб він утворив цей електропровідний шлях трохи вище верхівки вежі. Це дозволило громовідводу вежі перехопити блискавку, зачеплену лазером. 

Поки працював лазер, у вежу чотири рази влучила блискавка. Один із цих ударів стався при досить ясному небі, що дозволило двом високошвидкісним камерам зафіксувати цей момент. На цих зображеннях було видно, як блискавка зигзагами спускається з хмар і слідує за лазерним світлом приблизно на 50 метрів до громовідводу вежі.

Щоб відстежити шляхи трьох блискавок, які вони не бачили, дослідники дивилися на радіохвилі, що випромінюються блискавкою. Ці радіохвилі показали, що три удари слідували за траєкторією лазера набагато ближче, ніж інші удари, які відбувалися, коли лазер був вимкнений. Це натякало на те, що лазер направив ці три удари також на громовідвод.

Науковець у галузі атмосфери та космосу Роберт Хольцворт більш обережний щодо уявлень про застосування лазера. 

"Вони показали лише 50 метрів [напрямної] довжини, а більшість каналів блискавки мають кілометрову довжину", — каже Хольцворт з Університету Вашингтона в Сіетлі. Тож масштабування лазерної системи для отримання корисного охоплення може потребувати багато зусиль.

За словами Хуара, використання високочастотного лазера з більшою енергією може розширити його охоплення. 

"Це перший крок до створення кілометрового громовідводу", — сказав він.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що науковці з Каліфорнійського університету в Берклі винайшли новий спосіб охолодження повітря. Метод полягає у додаванні заряджених частинок та електрики у середовище.